Point-of-care assay platform for quantifying active enzymes to femtomolar levels using measurements of time as the readout

Analytical Chemistry

Volumn 85, Issue 21, 2013, Pages 10432-10439

  Lewis, Gregory G ^a   Robbins, Jessica S ^a   Phillips, Scott T ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANALYTE CONCENTRATION; MEASUREMENT TIME; MEASUREMENTS OF; PAPER-BASED DEVICES; PAPER-BASED MICROFLUIDICS; QUANTITATIVE MEASUREMENT; SIGNAL AMPLIFICATIONS; SMALL MOLECULES;

ENZYMES;

ASSAYS;

ENZYME;

ARTICLE; HOSPITAL INFORMATION SYSTEM; LIMIT OF DETECTION;

ENZYMES; LIMIT OF DETECTION; POINT-OF-CARE SYSTEMS;

EID: 84887677759     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac402415v     Document Type: Article

References (75)

1. Yager, P.; Domingo, G. J.; Gerdes, J. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2008, 10, 107-144
2. Yager, P.; Edwards, T.; Fu, E.; Helton, K.; Nelson, K.; Tam, M. R.; Weigl, B. H. Nature 2006, 442, 412-418
3. Giljohann, D. A.; Mirkin, C. A. Nature 2009, 462, 461-464
4. Fu, E.; Yager, P.; Floriano, P. N.; Christodoulides, N.; McDevitt, J. T. IEEE Pulse 2011, 2, 40-50
5. Urdea, M.; Penny, L. A.; Olmsted, S. S.; Giovanni, M. Y.; Kaspar, P.; Shepherd, A.; Wilson, P.; Dahl, C. A.; Buchsbaum, S.; Moeller, G.; Hay Burgess, D. C. Nature 2006, 444, 73-79
6. Peeling, R. W.; Holmes, K. K.; Mabey, D.; Ronald, A. Sex Transm. Infect. 2006, 82, v1-6
7. Martinez, A. W.; Phillips, S. T.; Carrilho, E.; Thomas, S. W., III; Sindi, H.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 2008, 80, 3699-3707
8. Shen, L.; Hagen, J.; Papautsky, I. Lab Chip 2012, 12, 4240-4243
9. Xiang, Y.; Lu, Y. Anal. Chem. 2012, 84, 1975-1980
10. Nie, Z.; Deiss, F.; Liu, X.; Akbulut, O.; Whitesides, G. M. Lab Chip 2010, 10, 3163-3169
11. Nie, Z.; Nijhuis, C. A.; Gong, J.; Chen, X.; Kumachev, A.; Martinez, A. W.; Narovlyansky, M.; Whitesides, G. M. Lab Chip 2010, 10, 477-483
12. Liu, H.; Xiang, Y.; Lu, Y.; Crooks, R. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6925-6928
13. Zang, D.; Ge, L.; Yan, M.; Song, X.; Yu, J. Chem. Commun. 2012, 48, 4683-4685
14. Ellerbee, A. K.; Phillips, S. T.; Siegel, A. C.; Mirica, K. A.; Martinez, A. W.; Striehl, P.; Jain, N.; Prentiss, M.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 2009, 81, 8447-8452
15. Dungchai, W.; Chailapakul, O.; Henry, C. S. Anal. Chem. 2009, 81, 5821-5826
16. Baker, M. S.; Phillips, S. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5170-5173
17. Aili, D.; Mager, M.; Roche, D.; Stevens, M. M. Nano Lett. 2011, 11, 1401-1405
18. Lewis, G. G.; Robbins, J. S.; Phillips, S. T. Macromolecules 2013, 46, 5177-5183
19. Leung, W.; Chan, C. P.; Rainer, T. H.; Ip, M.; Cautherley, G. W. H.; Renneberg, R. J. Immunol. Methods 2008, 336, 30-36
20. Fung, K.-K.; Chan, C. P.-Y.; Renneberg, R. Anal. Chim. Acta 2009, 634, 89-95
21. Lou, S. C.; Patel, C.; Ching, S.; Gordon, J. Clin. Chem. 1993, 39, 619-624
22. Cho, J. H.; Paek, S. H. Biotechnol. Bioeng. 2001, 75, 725-732
23. Lewis, G. G.; DiTucci, M. J.; Phillips, S. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 12707-12710
24. Wu, J.; Balasubramanian, S.; Kagan, D.; Manesh, K. M.; Campuzano, S.; Wang, J. Nat. Commun. 2010, 1, 26
25. Zhong, M.; Lee, C. Y.; Croushore, C. A.; Sweedler, J. V. Lab Chip 2012, 12, 2037-2045
26. Chatterjee, D.; Mansfield, D. S.; Anderson, N. G.; Subedi, S.; Woolley, A. T. Anal. Chem. 2012, 84, 7057-7063
27. Song, Y.; Zhang, Y.; Bernard, P. E.; Reuben, J. M.; Ueno, N. T.; Arlinghaus, R. B.; Zu, Y.; Qin, L. Nat. Commun. 2012, 3, 1283
28. Yang, X.; Kanter, J.; Piety, N. Z.; Benton, M. S.; Vignes, S. M.; Shevkoplyas, S. S. Lab Chip 2013, 13, 1464-1467
29. Allen, M. P.; DeLizza, A.; Ramel, U.; Jeong, H.; Singh, P. Clin. Chem. 1990, 36, 1591-1597
30. Liu, V. Y. S.; Lin, T.-Y.; Schrier, W.; Allen, M.; Singh, P. Clin. Chem. 1993, 39, 1948-1952
31. Zuk, R. F.; Ginsberg, V. K.; Houts, T.; Rabbie, J.; Merrick, H.; Ullman, E. F.; Fischer, M. M.; Sitzto, C. C.; Stiso, S. N.; Litman, D. J. Clin. Chem. 1985, 31, 1144-1150
32. Chen, R.; Li, T. M.; Merrick, H.; Parrish, R. F.; Bruno, V.; Kwong, A.; Stiso, C.; Litman, D. J. Clin. Chem. 1987, 33, 1521-1525
33. Cate, D. M.; Dungchai, W.; Cunningham, J. C.; Volckens, J.; Henry, C. S. Lab Chip 2013, 13, 2397-2404
34. Goddard, J.-P.; Reymond, J.-L. Trends Biotechnol. 2004, 22, 363-370
35. Noh, H.; Phillips, S. T. Anal. Chem. 2010, 82, 8071-8078
36. Noh, H.; Phillips, S. T. Anal. Chem. 2010, 82, 4181-4187
37. Washburn, E. W. Phys. Rev. 1921, 17, 273-283
38. Schilling, K. M.; Lepore, A. L.; Kurian, J. A.; Martinez, A. W. Anal. Chem. 2012, 84, 1579-1585
39. Martinez, A. W.; Phillips, S. T.; Whitesides, G. M.; Carrilho, E. Anal. Chem. 2010, 82, 3-10
40. Li, X.; Ballerini, D. R.; Shen, W. Biomicrofluidics 2012, 6, 11301
41. Yetisen, A. K.; Akram, M. S.; Lowe, C. R. Lab Chip 2013, 13, 2210-2251
42. Martinez, A. W.; Phillips, S. T.; Whitesides, G. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 19606-19611
43. Lu, Y.; Shi, W.; Jiang, L.; Qin, J.; Lin, B. Electrophoresis 2009, 30, 1497-1500
44. Carrilho, E.; Martinez, A. W.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 2009, 81, 7091-7095
45. Liu, H.; Crooks, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17564-17566
46. Schilling, K. M.; Jauregui, D.; Martinez, A. W. Lab Chip 2013, 13, 628-631
47. Lewis, G. G.; DiTucci, M. J.; Baker, M. S.; Phillips, S. T. Lab Chip 2012, 12, 2630-2633
48. Robbins, J. S.; Schmid, K. M; Phillips, S. T. J. Org. Chem. 2013, 78, 3159-3169
49. Sagi, A.; Weinstain, R.; Karton, N.; Shabat, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5434-5435
50. Esser-Kahn, A. P.; Sottos, N. R.; White, S. R.; Moore, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10266-10268
51. DeWit, M. A.; Gillies, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18327-18334
52. Esser-Kahn, A. P.; Odom, S. A.; Sottos, N. R.; White, S. R.; Moore, J. S. Macromolecules 2011, 44, 5539-5553
53. Lippert, A. R.; Van de Bittner, G. C.; Chang, C. J. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 793-804
54. Cho, D.-G.; Sessler, J. L. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1647-1662
55. Mohapatra, H.; Phillips, S. T. Chem. Commun. 2013, 49, 6134-6136
56. Peterson, G. I.; Larsen, M. B.; Boydston, A. J. Macromolecules 2012, 45, 7317-7328
57. Wong, A. D.; DeWit, M. A.; Gillies, E. R. Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 1031-1045
58. Masoodi, R.; Pillai, K. M. AIChE J. 2010, 56, 2257-2267
59. Vella, S. J.; Beattie, P.; Cademartiri, R.; Laromaine, A.; Martinez, A. W.; Phillips, S. T.; Mirica, K. A.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 2012, 84, 2883-2981
60. Pekarthy, J. M.; Short, J.; Lansing, A. I.; Lieberman, I. J. Biol. Chem. 1972, 247, 1767-1774
61. Reichling, J. J.; Kaplan, M. M. Dig. Dis. Sci. 1988, 33, 1601-1614
62. Tryland, I.; Fiksdal, L. Appl. Environ. Microbiol. 1998, 64, 1018-1023
63. Keilin, D.; Hartree, E. F. Biochem. J. 1945, 39, 293-301
64. Phillips, S. T.; Lewis, G. G. MRS Bull. 2013, 38, 315-319
65. Boulanger, R. R., Jr.; Kantrowitz, E. R. J. Biol. Chem. 2003, 278, 23497-23501
66. www.thermometersite.com; $10 for a pack of 10 devices; accessed 7/31/ 13.
67. Schmid, K. M.; Jensen, L.; Phillips, S. T. J. Org. Chem. 2012, 77, 4363-4374
68. Olah, M. G.; Robbins, J. S.; Baker, M. S.; Phillips, S. T. Macromolecules 2013, 46, 5924-5928
69. Tietz, N. W. Clinical Guide to Laboratory Tests; W. B. Saunders Company: Philadelphia, PA, 1995.
70. Halliwell, B.; Clement, M. V.; Long, L. H. FEBS Lett. 2000, 486, 10-13
71. Chai, P. C.; Long, L. H.; Halliwell, B. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 304, 650-654
72. Ortiz, V.; Rubio, M. A.; Lissi, E. A. Atmos. Environ. 2000, 34, 1139-1146
73. Góth, L. Clin. Chim. Acta 1991, 196, 143-151
74. Wolf, P. L. J. Clin. Pathol. 1975, 28, 587-591
75. Bowers, G. N., Jr.; McComb, R. B. Clin. Chem. 1966, 12, 70-89